Hyper-V ホスト上の仮想マシンに物理ビデオカードを接続するガイド

2024/09/11

OpenGL、Direct3D、CUDA などのタスクを実行するには、仮想マシンにビデオカード (GPU) が必要になる場合があります。その場合、通常はエミュレートされたビデオカードを使用しますが、これは専用の GP ほどパフォーマンスが良くありません。そのため、この投稿では、ホスト上の VM に物理ビデオカードを接続する方法について説明します。

GPU を Hyper-V 経由で渡すにはどうすればよいですか?

Hyper-V ホスト上の VM に物理ビデオカードを接続するには、GPU パススルーを使用します。

GPU パススルーは、仮想マシンに物理 GPU を割り当てることができる高度な機能です。この機能は、高性能グラフィックスが求められるゲームや 3D レンダリングなどのアプリケーションで特に役立ちます。この設定では、仮想マシンはエミュレーションのオーバーヘッドなしで物理グラフィックスアダプターに直接アクセスできるため、グラフィックスのパフォーマンスが大幅に向上します。既定では、Hyper-V の仮想マシンはエミュレートされたグラフィックスカードを使用しますが、これは要求の厳しいグラフィックスタスクには不十分な場合があります。GPU パススルーを使用すると、仮想マシンは物理 GPU のパワーを最大限に活用できるため、より負荷の高いグラフィックスワークロードを効率的に処理できます。

GPU パススルーのシステム要件は何ですか?

GPU パススルーを設定する前に、次の前提条件を満たしていることを確認してください。

ハードウェア要件

プロセッサがIntel-VTまたはAMD-V 仮想化をサポートしていることを確認する必要があります。
PCI パススルーの場合、プロセッサは入出力メモリ管理ユニット (IOMMU) をサポートしている必要があります。
GPU は、NVIDIA GRID や AMD MxGPU などの GPU 仮想化テクノロジをサポートしている必要があります。これらのテクノロジは、個々のベンダーに固有のものです。サーバークラスのハードウェアを利用することで、成功率を向上させることができます。PCI 割り込み (INTx) に依存する古いデバイスは互換性がありません。
最後に、システムはシングルルート入力/出力仮想化をサポートする必要があります。

ソフトウェア要件:

オペレーティングシステム: Windows Server 2016 (以降) または Windows 11/10。
機能: Hyper-V を有効にする必要があります。
VM 世代:仮想マシンは第 2 世代である必要があります。
ドライバー:すべての GPU ドライバーを最新バージョンに更新する必要があります。

GPU パススルーの制限:

GPU パススルーを使用する場合は、次の構成を避ける必要があります。

仮想マシンでは動的メモリを使用しないでください。
GPU パススルーは、Windows Server 2019 Datacenter などの最上位の Windows エディションでのみ利用できます。
Windows Subsystem for Linux が Hyper-V ホストに展開されている場合、コード 43 の VM エラーが発生する可能性があります。
高可用性やライブ VM マイグレーションなどのクラスタリング機能はサポートされていません。
VM チェックポイントを使用した保存と復元はサポートされていません。

前述の要件を満たしたら、GPU パススルーを活用できます。

Hyper-Vホスト上のVMに物理ビデオカードを接続する

GPU パススルーを使用して Hyper-V ホスト上の VM に物理ビデオカードを接続するには、以下の手順に従います。

Intel-VTまたはAMD-V仮想化を有効にする
GPUパススルー用にコンピュータを構成する
Windows 11/10 の GPU パススルーを設定する
Windows Server の GPU パススルーを設定する

それらについて詳しくお話ししましょう。

1] Intel-VTまたはAMD-V仮想化を有効にする

前提条件で述べたように、最初のステップはハードウェア仮想化を有効にすることです。したがって、Intel CPU を使用している場合は Intel-VT を有効にし、AMD ユーザーは AMD-V 仮想化を有効にする必要があります。

これを行うには、BIOS を起動し、[構成] > [仮想化テクノロジー] に移動して、[有効] に設定します。これらの手順は HP 専用であるため、リンクされた投稿にアクセスして、コンピューターで機能を有効にする方法を確認できます。

2] コンピュータをGPUパススルー用に設定する

次に、GPU パススルー用にホストコンピューターを構成する必要があります。前述のように、まずハードウェア仮想化を有効にします。次に、IOMMU が有効になっており、自動チェックポイントが無効になっていることを確認する必要があります。

したがって、 IOMMU を有効にするには、ハードウェア仮想化を有効にする方法に関するリンクされたガイドを確認できますが、通常はデフォルトで有効になっています。PowerShell を開いて次のクエリを実行し、有効になっているかどうかを確認できます。

(Get-VMHost).IovSupport; (Get-VMHost).IovSupportReasons

True と表示されている場合は、機能が有効になっているので、次の構成に進むことができますが、False と表示されている場合は、この機能を有効にする必要があります。

次に、VM のすべてのチェックポイントを削除し、次のコマンドを使用して VM を無効にします。

Get-VM Set-VM -Name NameOfVM -AutomaticStopAction TurnOff

注: 変数 NameOfVM を、前のコマンドを実行して取得できる仮想マシンの実際の名前に置き換えます。

3] Windows 11/10のGPUパススルーを設定する

まず、Windows クライアントオペレーティングシステムで GPU パススルーを有効にする方法を学びましょう。

ビデオカードが GPU パススルーをサポートしているかどうかを確認するには、次のコマンドを実行する必要があります。

ウィンドウズ11

Get-VMHostPartitionableGpu

ウィンドウズ10

Get-VMPartitionableGpu

次に、ホストクライアントから VM にグラフィックドライバーをコピーする必要があります。プロセスを簡素化するために、github.comから ZIP ファイルをダウンロードし、どこかに解凍することをお勧めします。

このスクリプトを実行するには、まず次の 2 つのコマンドを使用してスクリプトの実行を許可する必要があります。

Set-ExecutionPolicy -Scope Process -ExecutionPolicy Bypass -Force

Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser

コマンドを実行した後、次のコマンドを使用してスクリプトを実行する必要があります。VMをGPUパススルーに追加する前または後に実行できます。

.\Update-VMGpuPartitionDriver.ps1 -VMName <VMNAME> -GPUName "AUTO"

次に、次のコマンドを実行して、VM を GPU パススルーに追加します。

Set-VM -VMName VMName -GuestControlledCacheTypes $true -LowMemoryMappedIoSpace 1Gb -HighMemoryMappedIoSpace 32Gb Add-VMGpuPartitionAdapter -VMName <VMNAME>

GPU パーティションを削除するには、– を実行しますRemove-VMGpuPartitionAdapter -VMName <VMNAME>。

4] Windows ServerのGPUパススルーを設定する

Windows Server を使用している場合は、PowerShell の管理者特権モードで次のコマンドを実行して、32 ビット (32 ビットオペレーティングシステムの場合は 3 GB) MIMO スペースのキャッシュと制限を設定する必要があります。

Set-VM -Name VMNAME -GuestControlledCacheTypes $True -LowMemoryMappedIoSpace 3Gb -HighMemoryMappedIoSpace 33280Mb

これらの制限は、VM がデバイスにアクセスできるようにするメモリを定義します。learn.microsoft.com の Machine Profile スクリプトを使用して、正確な MIMO 制限を設定します。VM でリソース不足が見られる場合は値を調整します。32 ビットを超える MIMO スペースには 33280 MB が必要です。

次に、PCI Express デバイスの場所を確認する必要があります。そのためには、次のクエリを実行します。

Get-PnpDevice | Where-Object {$_.Present -eq $true} | Where-Object {$_.Class -eq "Display"}|select Name,InstanceId

そして

Get-PnpDevice -Class Display | ForEach-Object { Write-Output "$($_.FriendlyName) has a device id of $($_.DeviceId) and is located at $($_ | Get-PnpDeviceProperty DEVPKEY_Device_LocationPaths | Select-Object -ExpandProperty Data | Where-Object { $_ -like "PCIROOT*"})"; }

GPU が配置されている場所を確認する必要があります。 PCIROOT(0)#PCI(0200)のような位置にあるはずです。

最後に、以下の手順に従います。

デバイスマネージャーを開き、[ディスプレイアダプター] を展開し、ディスプレイドライバーを右クリックして、[デバイスを無効にする] をクリックします。
PCI アドレスを変更した後、次のコマンドを実行して GPU ドライバーをマウント解除します。

Dismount-VmHostAssignableDevice -LocationPath "PCIROOT(0)#PCI(0200)"-Force

PCI アドレスと VM 名を変更した後、次のコマンドを実行して VM に GPU デバイスを割り当てます。

Add-VMAssignableDevice -VMName VMNAME -LocationPath "PCIROOT(0)#PCI(0200)"

VM の電源をオンにし、デバイスマネージャーで物理ビデオカードを確認します。
NVIDIA または AMD の Web サイトからビデオカードドライバーをインストールします。

ホストマシンに戻る場合は、VM をシャットダウンし、ホストデバイスで次のクエリを実行します。

Remove-VMAssignableDevice -VMName VMNAME -LocationPath $locationPath

次に、次のコマンドを実行して、ビデオカードを Hyper-V ホストに再接続します。

Mount-VMHostAssignableDevice -LocationPath $locationPath

それでおしまい！